RO131220B1 - Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit - Google Patents

Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit Download PDF

Info

Publication number
RO131220B1
RO131220B1 ROA201400964A RO201400964A RO131220B1 RO 131220 B1 RO131220 B1 RO 131220B1 RO A201400964 A ROA201400964 A RO A201400964A RO 201400964 A RO201400964 A RO 201400964A RO 131220 B1 RO131220 B1 RO 131220B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
polypropylene
parts
weight
ethylene
propylene
Prior art date
Application number
ROA201400964A
Other languages
English (en)
Other versions
RO131220A2 (ro
Inventor
Mihaela Niţuică
Laurenţia Alexandrescu
Maria Daniela Stelescu
Maria Sonmez
Mihai Georgescu
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie - Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie
Institutul Naţional De Cercetaredezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie, Încălţăminte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie - Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie, Institutul Naţional De Cercetaredezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie, Încălţăminte filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Textile Şi Pielărie - Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie
Priority to ROA201400964A priority Critical patent/RO131220B1/ro
Publication of RO131220A2 publication Critical patent/RO131220A2/ro
Publication of RO131220B1 publication Critical patent/RO131220B1/ro

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

RO 131220 Β1
Invenția se referă la un material compozit pe bază de polipropilenă și cauciuc propilen-dien-terpolimer (EPDM), compatibilizat cu polipropilenă grefată cu anhidridă maleică (PP-g-MA), ranforsat cu nanaopulberi de tip montmorilonit (MMT) în prezența agenților de vulcanizare.
Materialul compozit pe bază de copolimer poliolefinic, cauciuc, compatibilizator, nanopulberi și agenți de vulcanizare este destinat realizării unor produse pentru industria auto, a bunurilor de larg consum și a industriei de încălțăminte, cum ar fi: tălpi, tocuri, flecuri etc.
Vulcanizarea dinamică a cauciucului dispersat în elastomerul termoplastic (TPV) a fost introdusă pentru prima dată de către Fisher [Fisher WK, Thermoplastic blends of partiallycured monoolefmic copolymer rubber and polyolefin plastic, US 3862106, (1975)] și apoi dezvoltată ce către Coran și colaboratorii săi [Coran A.Y, Patel R.P, Rubberthermoplastic compositions part I: EPDM-polypropylene thermoplastic vulcanizates, Rubber Chem Technol, 53,141-148, (1980)], iar Ismaeil Ghasemi arată că acest procedeu optimizează proprietăți precum rezistența la temperaturi ridicate, rezistența la uleiuri, rezistența la rupere etc [Peyman Ezzati, Ismaeil Ghasemi, Mohammad Karrabi, Hamed Azizi, heological Behaviour of PP/EPDM Blend: The Effect of Compatibilization, Iranian Polymer Journal, Volume 17, Number 9, 670-679, (2008)].
Pe parcursul anilor de studiu s-a constatat că prin vulcanizare dinamică și compatibilizare particulele de EPDM se dispersează mult mai ușor în amestec. Este necesară dezvoltarea unor materiale noi, innovative, cât și tehnici capabile pentru eliminarea deșeurilor, prin posibilitatea reintroducerii în procesul de producție, fără să influențeze negativ calitatea produselor (datorită structurii stabile și rezistenței la îmbătrânire termo-oxidantă pe timp îndelungat - conferite de sistemul de vulcanizare, precum și termoplasticității aliajelor elastoplastice), pentru protecția sănătății omului (prin eliminarea noxelor degajate în timpul operației de realizare a produselor), prin îmbunătățirea calității produselor elasto-plastice datorită utilizării de noi agenți de ranforsare cu structură nano și nu în ultimul rând de reducere a prețului de cost al produselor din industria de încălțăminte și bunurilor de larg consum.
în brevetul US 6462132 B2, (2002), (Thermoplastic elastomer composition and molded articles made thereof”, Edwin Willems, Mohammad R. Sadeghi) este descrisă amestecarea prin vulcanizare dinamică în mai mulți pași a unor poliolefine, cauciuc, polieter ester bloc-copolimer și compatibilizator. Ca prim pas - amestecare în malaxorul Brabender unde are loc procesul de vulcanizare dinamică (formarea TPV-ului), poliolefine de tip homopolimer sau copolimer cu cauciuc, de preferat EPDM-ul, cu diverși aditivi. Pasul doi constă în introducerea TPV-ului într-un extruder granulator, în care are loc amestecarea în prezența compatibilizatorului și a bloc copolimerului. Dezavantajul acestui brevet este că nu prezintă date cu privire la acțiunea agenților chimici agresivi asupra produsului obținut.
Documentul EP1510549 A1, (2005), (Thermoplastic elastomer composition and method for preparing the same, Lee Hae-Won, Jung Hwan-Kyu, Lee Young-Keun, Park Tae-Won) se referă la compoziția de elastomer termoplastic procesat prin vulcanizare dinamică, într-un extruder granulator cu co-rotație, compound utilizat în industria auto, care cuprinde un terpolimer etilenă-propilenă-dienă (EPDM), elastomer termoplastic stirenic (STPE), ulei parafinic de două tipuri, o rășină poliolefinică, coloranți (negru de fum), antioxidant, ZnO etc. Dezavantajul acestui brevet este că se face amestecare în etape diferite, în prima etapă are loc amestecarea EPDM-ului cu ulei parafinic pentru formarea unui premix, apoi are loc fromatrea TPV-ului, PP/EPDM (EPDM cu ulei parafinic), prin procesul de vulcanizare dinamică și ca ultimă etapă are loc formarea elastomerului termoplastic propriu zis, pe extruder granulator cu co-rotație în diferite proporții. Datorită faptului că formarea compozitului are loc în mai multe trepte, apar procese de degradare ale matricii polimerice în timpul procesului de formare a compozitului.
RO 131220 Β1 în brevetul US 2011/0245387 A1, (2011), (Methodforpreparing rubber/nanoclay 1 masterbatcfaes, and method for preparing high strength, faigh impact-resistant polypropylene/nanoclay/rubbercooioposites using same, Sung Rok KO.Byong Kook 3 Nam, Chang Hyoo Choi) se descrie modul de preparare a unor compozite polimerice pentru industria de automobile, electrică și/sau electonică. Acesta este un compozit pe bază de poli- 5 propilenă/cauciuc/argilă minerală de dimensiuni nanometrice (144P)/compatibilizator și cel puțin un aditiv, respectiv antioxidant, stabilizator UV, substanța ignifugă, colorant și plasti- 7 fiant. Procesul de amestecare s-a realizatîn două etape: prima etapă este de preamestecare a componentelor, urmată de introducerea și amestecarea pe un extruder granulator cu co- 9 rotație. Dezavantajul acestui brevet este că nu utilizează agenți de vulcanizare, care sunt necesari la reticularea (stabilizarea) cantității de elastomerîn compozit. în lipsa acestora are 11 loc doar amestecare fizică a componenților și ca atare proprietățile fizico-mecanice vor prezenta valori reduse. 13
Problema tehnică pe care o rezolvă prezenta invenție constă în realizarea unui compozit polimeric pe bază de polipropilenă copolimer, cauciuc etilen-propilen-dien-terpolimer 15 (EPDM), compatibilizat cu polipropilenă grefată cu anhidridă maleică (PP-g-MA), ranforsat cu nanaopulberi de tip montmorilonit (MMT) în prezența agenților de vulcanizare, prelucrat 17 într-o singură etapă pe extruder-granulator dublu șnec, apoi prelucrate prin injecție, în produse finite la temperaturi și presiuni controlate, care să îndeplinească caracteristicile nece- 19 sare utilizării în aplicații specifice, cum ar fi: rezistență la temperaturi ridicate, rezistență chimică etc, destinate realizării de produse pentru industria de încălțăminte și bunurilor de larg 21 consum.
Compozitul polimeric vulcanizat dinamic pe baza de polipropilenă si cauciuc etilen- 23 propilen-dien-terpolimer, utilizat în docmeniul încălțămintei conform invenției, reprezintă un amestec din: 50...100 părți de copolimer polipropilenă, până la 50 părți cauciuc etilen-pro- 25 pilen-dien-terpolimer cu un conținut de 67,5% în greutate etilenă, 5,0% în greutate etiliden norbornenă și 27,5 % în greutate de propilenă, distribuția masei moleculate - medie 27 terpolimer, 5 părți polipropilenă grefată cu anhidridă maleică cu o Mw ~ 9200, Mn ~ 3900 și 8...10 % în greutate anhidridă maleică, 1...7 părți agent de ramforsare de tip montmorilonit 29 funcționalizat cu 0,5...5% în greutate aminopropiltrietoxisilan și 15...35% în greutate octadecilamina, și 1,5 părți sulf tehnic, 1 parte disulfura de tetrametiltiuram și 0,5 părți de difenil- 31 guanidină.
Materialele compozite vulcanizate dinamic pe bază de polimeri termoplastici/cau- 33 ciuc/compatibilizator/agent de ramforsare de dimensiuni nanometrice/ agenți de vulcanizare, asigură performanță calitativă, ecologizarea tehnologiei de obținere a acestora, care să 35 satisfacă cerințele actuale de calitate și estetică, destinate industriei de încălțăminte. Utilizarea materialelor de ranforsare de dimensiuni nanometrice conferă unele avantaje polimeri- 37 lor termoplastici, ceea ce conduce la performanțe sporite ale acestora atât din punct de vedere al rezistențelor fizico-mecanice, rezistenței la abraziune, având de asemenea și rolul 39 de compatibilizator pentru amestecurile de polimeri nemiscibili. Materialele de ranforsare de ordin nano, se introducîn structura materialului compoundat cu scopul direct de a îmbunătăți 41 și orienta proprietățile fizico-mecanice în sensul dorit. Alegerea fazei disperse trebuie să aibă în vedere condițiile de lucru pentru produsul format, direcția eforturilor mecanice, condițiile 43 practice de realizare a obiectului și nu în ultimul rând condițiile economico - financiare de realizare a seriei de produse. 45
Nanoparticule utilizate în aliajele polimerice și selecționate pentru prezenta invenție au fost silicatul de tip montmorilonit (MMT). Acesta este format (raport 2/1) din plachete 47 paralele de unități tetraedrice de oxid de siliciu și unități octaedrice de oxid de aluminiu,
RO 131220 Β1 strâns unite între ele prin forțe electrostatice. Particula are grosime nanometrică, lungime și lățime de câteva sute de nanomeri. O particulă macroscopică de silicat este alcătuită din mii de astfel de cristalite de tip sandwich. Suprafețele active ale unor astfel de silicați sunt de 700...800 m2/g.
Copolimerii grefați de PP (polipropilenă) sunt utilizați pe scară largă cu rol de agenți de compatibilizare în amestecurile de PP cu alte materiale plastice. Aceștia sunt în general obținuți prin grefarea radicalilor liberi în topitură pe lanțurile de PP. Cei mai des utilizați monomeri sunt anhidrida maleică, glicidil metacrilatul și monomerii vinilici și acrilici ce conțin grupări funcționale reactive. în prezenta invenție s-a experimentat polipropilenă grefată cu anhidridă maleică (PP-g-MA) care se utilizează în compounduri pentru a îmbunărtăți proprietățile fizico-mecanice, precum: rezistența la rupere, rezistența la sfâșiere, rezistența la agenți chimici etc.
Prin adăugarea agenților de vulcanizare se modifică proprietățile fizico-mecanice ale compozitului precum rezistența la rupere, duritate, elasticitate etc.
Procedeul de obținere a materialelor compozite pe baza de PP/EPDM/PP-gMA/MMT/agenți de vulcanizare, cuprinde operațiile de caracterizare materii prime, dozarea materiilor prime, realizarea compozitului prin extrudare, efectuare plăci pentru caracterizare fizico-mecanică prin metoda presării în matriță, caracterizare.
Produsele obținute sunt sub formă de granule de dimensiunea 3x3 mm, respectiv plăci cu proprietății fizico-mecanice și chimice performante, densități sub 1 g/cm3, preț de cost scăzut etc.
Produsele conform invenției, elimină dezavantajele menționate, prin aceea că sunt compozite polimerice pe bază de poliolefină - polipropilenă, cauciuc - etilen-propilen dienterpolimer (EPDM), compatibilizate cu polipropilenă grefată cu anhidridă maleică, ranforsate cu nanopulberi - montmorilonit, în perzența agenților de vulcanizare, prelucrabile prin metoda comprimării în matriță, pentru realizare de produse utilizate în industria de încălțăminte și bunurilor de larg consum.
în cele ce urmează se prezintă un exemplu de compozit polimeric: PP/EPDM/PP-gMA/MMT/agenți de vulcanizare.
Exemplu
Se omogenizează într-un extrudergranulator dublu șnec cu corotație: 50...100 părți în greutate de copolimer polipropilenă, cu 0...50 părți cauciuc etilen-propilen-dien-terpolimer cu conținut de etilena - 67,5 wt%, etiliden norbornenă (EBN) - 5,0 wt%, conținut de propilenă - 27,5 wt%, distribuția masei moleculate - medie terpolimer, 5 părți compatibilizator polipropilenă grefată cu anhidridă maleică având următoarele caracteristici tehnice - Mw ~ 9200, Mn ~ 3900, procentul de anhidridă maleică fiind de 8...10 wt% (având dublu rol de lubrifiant și agent de compatibilizare), 1 până la 7 părți în greutate agenți de ranforsare de tip montmorilonit (nanoclay, funcționalizatcu 0,5...5 wt% aminopropiltrietoxisilan și 15...35 wt% octadecilamina) și 1,5 părți sulf tehnic cu rol de agent de vulcanizare, 1 parte TH-disulfura de tetrametiltiuram și 0,5 părți de D - difenilguanidina, ultimele două substanțe având rol de acceleratori de vulcanizare. Parametrii de omogenizare pe extruder-granulator sunt următorii: profil de temperatură pe cele 9 zone: 155-160-170-175-175-175-160-150-700°C și viteza de rotație a șnecurilor ~ 250...280 rpm și sunt menținuți constanți. Amestecul este extrudat prin filieră sub formă de șnur, răcit într-o baie cu apă, acesta fiind prevăzut cu o bandă de tragere având rol de a dirija introducerea materialului în camera de uscare, uscat cu aer cald, granulat și ambalat pentru a putea fi transportat. Din granulele rezultate, pe bază de polipropilenă, cauciuc etilen-propilen-dienă-terpolimer, compatibilizator - polipropilenă grefată
RO 131220 Β1 cu anhidridă maleică, agent de ramforsare - montmorilonit, acceleratori TH și D, agenți de 1 vulcanizare - sulf, se realizează plăci la dimensiunea de 150 x 150 x 2 mm, prin presare în matriță prin metoda compresiei. Pentru teste se obțin plăci la dimensiunea și metoda mai sus 3 menționată cu următorii parametrii optimi stabiliți:
- temperatura platanelor - 165°C;5
- timp de preâncălzire - 2 min;
- timp de presare -10 min;7
- timp de răcire -10 min (răcire cu apă);
- presiune -150 kN.9
Plăcile realizate, pe bază de polipropilenă/cauciuc/polipropilenă grefată cu anhidridă maleică/montmorilonit/agenți de vulcanizare, se lasă timp de 24 h la temperatura camerei, 11 se ștanțează epruvete de tip halteră, apoi acestea sunt supuse determinărilor fizico-mecanice și chimice. 13
Caracteristicile fizico-mecanice și chimice sunt următoarele: duritate: 42...69°ShD;
rezistența la rupere: 5,6...15,5 N/mm2; elasticitate: 24...32%, imersii în izooctan: variația 15 masei cuprinsă între 0,25...2,5.

Claims (2)

  1. RO 131220 Β1
    1 Revendicare
  2. 3 Compozit polimeric vulcanizat dinamic pe baza de polipropilenă și cauciuc etilenpropilen-dien-terpolimer, utilizat în domeniul încălțămintei caracterizat prin aceea că, 5 reprezintă un amestec din: 50...100 părți de copolimer polipropilenă, până la 50 părți cauciuc etilen-propilen-dien-terpolimer cu un conținut de 67,5% în greutate etilenă, 5,0% în greutate 7 etiliden norbornenă și 27,5 % în greutate de propilenă, distribuția masei moleculate - medie terpolimer, 5 părți polipropilenă grefată cu anhidridă maleică cu o Mw ~ 9200, Mn ~ 3900 și
    9 8...10 % în greutate anhidridă maleică, 1...7 părți agent de ranforsare de tip montmorilonit funcționalizat cu 0,5...5% în greutate aminopropiltrietoxisilan și 15...35% în greutate octa11 decilamina, și 1,5 părți sulf tehnic, 1 parte disulfura de tetrametiltiuram și 0,5 părți de difenilguanidină.
    Editare și tehnoredactare computerizată - OSIM Tipărit la Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci sub comanda nr. 71/2021
ROA201400964A 2014-12-08 2014-12-08 Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit RO131220B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201400964A RO131220B1 (ro) 2014-12-08 2014-12-08 Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201400964A RO131220B1 (ro) 2014-12-08 2014-12-08 Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO131220A2 RO131220A2 (ro) 2016-06-30
RO131220B1 true RO131220B1 (ro) 2021-02-26

Family

ID=56168132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201400964A RO131220B1 (ro) 2014-12-08 2014-12-08 Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO131220B1 (ro)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248839B (zh) * 2021-06-22 2022-03-18 会通新材料股份有限公司 一种用于mdi发泡粘结的增强tpv材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
RO131220A2 (ro) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100418018B1 (ko) 열가소성에라스토머(elastomer)조성물및그의제조방법
JP3168450B2 (ja) 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
US20050222303A1 (en) Compositions and methods for producing highly filled materials
CN109790339B (zh) 弹性体组合物、水交联性弹性体组合物及其制造方法
CN1798775B (zh) 用于制备橡胶和聚烯烃的热塑性弹性体共混物的活性助剂
JPH05170930A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
EP0005896A1 (en) Thermoplastic elastomeric blend of monoolefin copolymer rubber
WO2009111272A2 (en) Reinforcing additives for composite materials
CN108473715A (zh) 热塑性硫化橡胶组合物、由其制造的制品及其制造方法
EP1436135A1 (en) Process for the preparation of a dynamically vulcanized thermoplastic elastomer
JP3575426B2 (ja) 熱可塑性エラストマー組成物及びその製造方法
JPS5914065B2 (ja) エラストマ−性熱可塑性物
Ahmed Eco-thermoplastic elastomer blends developed by compatibilizing chlorinated polyethylene into industrial-waste-filled polypropylene/acrylonitrile butadiene rubber system
Meekum et al. Toughening of wood-plastic composites based on silane/peroxide macro crosslink poly (propylene) systems
WO2008027325A1 (en) Compositions and methods for producing articles from recycled materials
RO131220B1 (ro) Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit
JP2773194B2 (ja) 高硬度ゴム組成物
WO2020150119A1 (en) Foam thermoplastic vulcanlzate pellet compositions, methods, and articles related thereto
WO2004072158A1 (ja) 高分子複合材料及びその製造方法
JP3196453B2 (ja) 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
EP3842488A1 (en) Shoe sole material composition, shoe sole material and method for producing the same
Eroglu Effect of talc and heat treatment on the properties of polypropylene/EVA composite
JP5473852B2 (ja) オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
KR101428935B1 (ko) 합성목재 블렌딩 수지 조성물 및 이를 이용한 창호재
JP2008247945A (ja) 非架橋ゴム組成物